喷嘴射流直径对冲击式水轮机效率的影响

（1）喷嘴射流直径。喷嘴射流直径d0用下式计算：

式中：Hr为水轮机额定水头，该电站取847.65m；Qr为水轮机额定流量，该电站取28.65m3/s；Z为喷嘴数，该电站取6个；K为转轮数，该电站取1个。

根据向制造厂咨询的结果，喷嘴射流直径取235mm。

（2）喷嘴直径。喷嘴直径按照d=（1.15～1.25）d0取值，其中d0为喷嘴射流直径（mm）。该电站取d≈1.2d0，则d=280mm。(www.zuozong.com)

（3）最优直径比。最优直径比m=D1/d0，是设计冲击式水轮机的重要参数。根据相关文献说明[2]，冲击式水轮机的最高效率随直径比m的减小而降低，通常用来做模型试验的模型水斗式水轮机的转轮直径比大约在10，试验最高效率为90%以上。就是说，水斗式水轮机的最高效率，由D1/d0=∞时的96.332%降至D1/d0≈10时的90%左右。这是一个连续、渐近的变化过程。但实际上水斗式水轮机的直径比大概都不会超过25。冲击式水轮机直径比与效率如图3所示。

根据现有统计资料，为使水轮机具有较高效率，应使m=10～18。根据前面分析计算，SK电站的m=D1/d0=3.258/0.235≈13.86，处在10～18之间的最优范围内。

图3　冲击式水轮机直径比与效率